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应用资料

使用CM20细胞培养监控系统进行细胞质量评估:通过细胞表征改善实验的可重复性


简介

对于需要培养细胞的研究,实现实验的可重复性通常是一项挑战。为了解决这一问题,提出了“更出色的实验设计”以及“更优化的统计”作为对策。*1但是,采集落实该措施所需的定量数据让研究人员感到疲惫不堪。在本应用指南中,我们介绍一种通过使用CM20系统采集培养物定量数据提高实验可重复性的方法,从而减轻了研究人员采集数据的负担。

传统难题: 培养准备阶段难以获得定量数据

通常,实验初始阶段的培养细胞质量判断和操作时间安排由操作人员以主观方式判断,但这样会造成不同操作人员的判断结果差异很大。此外,在采集细胞定量数据时,需要取出一部分样品,并且缺乏以无损方式测量大量数据的实用工具。

我们的解决方案: 使用CM20细胞培养监控系统采集定量数据

由于CM20细胞培养监控系统无需将细胞样品从容器中取出即可实现自动稳定的观察,因此无需研究人员干预或冒破坏细胞培养环境稳定性的风险就能够采集到定量数据。还可根据采集的图像自动测量细胞数量并计算作为细胞增殖能力指标的倍增时间。

图1 CM20可在六孔板接种细胞的传代过程中自动测量定量数据

图1 CM20可在六孔板接种细胞的传代过程中自动测量定量数据

验证可重复性获得改善的实验: HUVEC传代过程中的细胞特性与分化诱导之间的关系

以下为成功利用细胞传代定量数据进行质量评估的示例。

图2 使用CM20采集MSC图像并计数细胞

图2 使用CM20采集MSC图像并计数细胞

验证可重复性获得改善的实验: HUVEC传代过程中的细胞特性与分化诱导之间的关系

以下为成功利用细胞传代定量数据进行质量评估的示例。利用在人类脐静脉内皮细胞(HUVEC)传代培养过程中采集的大量图像分析了细胞形态和倍增时间。我们的发现表明,传代培养过程中的HUVEC倍增时间与其血管生成潜力密切相关。在本例中,已经证明可以通过多达8次传代(P8)设计具有高再现性的实验,这正是增殖能力发生变化的地方。

(本结果使用CM20原型系统获得*2 有关实验详细信息,请参阅《科学报告》相关论文)

图3(a)通过传代次数表示的细胞形态:在每次传代记录图像数据,(b)传代次数与增长率之间的关系:其显示了P8处的增殖率发生变化,(c)HUVEC的血管生成潜力和传代次数:在P7处显示成功的血管生成,在P12处显示较差的血管生成

图3(a)通过传代次数表示的细胞形态:在每次传代记录图像数据,(b)传代次数与增长率之间的关系:其显示了P8处的增殖率发生变化,(c)HUVEC的血管生成潜力和传代次数:在P7处显示成功的血管生成,在P12处显示较差的血管生成

感言

Junji Fukuda教授

在生命科学领域中,无法重现过去曾进行过的实验被视为存在问题。在使用常规方法的情况下,实验室人员必须通过目测观察传代过程中的细微变化,但利用新开发的监控系统,不但可以采集大量图像,还可通过对数据进行分析确定细胞质量。我们希望在生命科学领域(如再生医学)中,未来能够通过在培养过程中采集数据和评估质量提高实验的可重复性。

Junji Fukuda教授
材料科学与工程系
工程化学工程与生命科学学院,
横滨国立大学

References

*1) Monya Baker,“1,500名科学家揭开重现性序幕”,《自然》杂志533,452–454(2016年5月26日)
*2) Tatsuya Osaki,Tatsuto Kageyama,Yuka Shimazu,Dina Mysnikova,Shintaro Takahashi,Takimoto Shinichi和Junji Fukuda,“用于稳定细胞培养的平板式epi浮雕相衬细胞监控系统”,《自然科学报告》 ISSN 2045-2322(在线版)(2017年5月15日)

Products used for this application

细胞培养监控系统

CM20

  • 自动收集有关培养细胞状态和融合度的定量数据
  • 可通过计算机或平板电脑监控分析并远程共享您的细胞培养进度
  • 为无标记的细胞观察提供落射式照明

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